KR102138995B1 - 자동차용 센서 소자 - Google Patents

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KR102138995B1
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로타르 비브리허
마르코 벤너
야콥 쉴링거
디트마르 후버
토마스 피셔
슈테판 귄트너
미하엘 슐마이슈터
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콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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Abstract

본 발명은 물리적 변수를 검출하기 위한 센서 회로 (101) 와, 센서 회로 (101) 가 배열되는 제 1 하우징 (103) 과, 제 1 하우징 (103) 이 배열되는 제 2 하우징 (105) 과, 제 1 하우징 (103) 을 적어도 부분적으로 둘러싸고 제 1 하우징 (103) 을 제 2 하우징 (105) 에서 포지셔닝 위치에 고정하는 써모플라스틱 (106) 을 포함하는, 자동차용 센서 소자 (100) 에 관한 것이다. 포지셔닝 핀들 (109a, 109b) 을 수용하기 위한 적어도 2 개의 포지셔닝 리세스 (107, 108) 는 제 1 하우징 (103) 이 써모플라스틱 (106) 에 의해 감싸지고 있는 동안 제 1 하우징 (103) 을 포지셔닝 위치에 고정하기 위해 제 1 하우징 (103) 에 형성된다.

Description

자동차용 센서 소자
본 발명은, 물리적 변수를 검출하기 위한 센서 회로와, 센서 회로가 배열되는 제 1 하우징과, 제 1 하우징이 배열되는 제 2 하우징과, 제 1 하우징을 적어도 부분적으로 둘러싸고 제 1 하우징을 제 2 하우징에서 포지셔닝 위치에 고정하는 써모플라스틱을 포함하는, 자동차용 센서 소자에 관한 것이다.
다양한 기능 및 구조 설계의 센서와 같은 능동 전자 부품의 오버몰딩은 종래 기술에 공지되어 있다. 기능 및 구성에 따라, 센서는 생산 공정 중 열기계적 부하와 관련하여 다른 감도를 갖는다. 보통, 이러한 센서 소자에는 추가 시일에 의해 캡슐화될 수 있는 캐리어 컴포넌트가 제공된다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 극복하는 것과, 센서 소자의 포지셔닝 정확성을 현저히 향상시키고 동시에 캐리어 컴포넌트와 센서 소자의 이용 필요성을 없애는, 센서 소자 및 센서 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 독립항에 따른 특징들을 갖는 청구물에 의해 달성된다. 본 발명의 이로운 실시형태는 도면, 상세한 설명, 종속항의 주제이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 목적은 물리적 변수를 검출하기 위한 센서 회로와, 센서 회로가 배열되는 제 1 하우징과, 제 1 하우징이 배열되는 제 2 하우징과, 제 1 하우징을 적어도 부분적으로 둘러싸고 제 1 하우징을 제 2 하우징에서 포지셔닝 위치에 고정하는 써모플라스틱을 포함하는, 자동차용 센서 소자에 의해 달성되며, 포지셔닝 핀들을 수용하기 위한 적어도 2 개의 포지셔닝 리세스는 제 1 하우징이 써모플라스틱에 의해 감싸지고 있는 동안 제 1 하우징을 포지셔닝 위치에 고정하기 위해 제 1 하우징 상에 형성된다. 이는 예를 들어 센서 소자에 대한 캐리어 컴포넌트를 제거하는 것이 가능하다는 기술적 이점을 달성한다. 캐리어 컴포넌트를 없애고, 결과적으로 공차 체인을 감소시킴으로써, 센서 소자의 포지셔닝 정확도가 상당히 개선될 수 있다. 캐리어 컴포넌트를 없앰으로써 추가적인 조립 및 분해 공정의 필요성이 없어지므로 필요한 투자가 크게 감소된다.
포지셔닝 핀들에 의한 캡슐화 동안 X, Y, 및 Z 방향으로 가능한 한 멀리 센서 소자를 고정하기 위해, 제 1 하우징은 하우징 하측 및 하우징 하측으로부터 대향하는 하우징 상측을 가지며, 하우징 하측 상에는 제 1 포지셔닝 리세스이 형성되고, 하우징 상측 상에는 제 2 포지셔닝 리세스가 형성되며, 포지셔닝 리세스들은 서로 반대로 배열된다.
캡슐화 동안 센서 소자의 고정을 부가적으로 향상시키기 위해, 추가 포지셔닝 핀을 수용하기 위해 포지셔닝 리세스들 중 하나와 나란히 제 1 하우징 상에 추가 포지셔닝 리세스가 형성된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 포지셔닝 리세스들은 써모플라스틱에 의해 적어도 부분적으로 폐쇄된다. 이것은 예를 들어, 포지셔닝 핀들에 의한 기계적 고정 대신에, 경화된 써모플라스틱에 의해 센서 소자의 연동 및 마찰식 계합 고정이 된다는 기술적 이점을 달성한다. 포지셔닝 리세스들의 폐쇄는 플라스틱과 센서 소자 사이의 마찰식 계합을 추가로 향상시킨다. 하지만, 써모플라스틱에 의해 적어도 부분적으로 감싸지는 포지셔닝 핀들이 포지셔닝 리세스들에 배열된다는 것이 대안적으로 생각될 수 있다. 이것은, 특히 포지셔닝 핀들이 더 이상이 제거될 필요가 없고 플라스틱에 의해 둘러싸인 센서 소자에 남아있을 수 있다는 기술적 이점을 달성한다.
보다 용이한 조립을 위해 및 기능성 향상을 위해, 센서 회로는 제 1 하우징에 의해 적어도 부분적으로 수납되는 리드 프레임을 포함한다.
더욱 바람직한 실시형태에 따르면, 센서 소자는, 특히 제 1 하우징과 제 2 하우징 사이에의 써모플라스틱의 도입 동안, 써모플라스틱의 상태를 검출하기 위한 상태 센서를 포함하며, 상기 상태는 상태들 압력, 온도, 점도, 유속, 흐름 전방 프로파일 중 적어도 하나이다. 이것은 예를 들어 센서 소자의 제조의 정밀한 제어가 가능하다는 기술적 이점을 달성한다. 써모플라스틱의 상태를 검출함으로써, 포지셔닝 핀들을 철수시키기 위한 정밀한 시점을 설정할 수 있다.
자동차의 응용 영역에서 가능한 한 큰 센서 소자의 동작 범위를 허용하기 위해, 물리적 변수는 변수들 속도, 가속도, 회전 속도, 압력, 온도 또는 방향 및 자기장의 세기 중 적어도 하나이다. 여기서, 센서 소자는 예를 들어 검출된 방향 및 검출된 자기장의 세기에 기초하여 속도, 회전 속도, 위치 및 전류의 계산을 허용하도록 설계될 수 있다.
제 1 하우징을 가능한 한 간단하고 편리하게 설계하기 위해, 제 1 하우징은 열경화성 플라스틱으로 형성된다.
더욱 바람직한 실시형태에 따르면, 써모플라스틱은 부분적으로 결정질인 고성능 써모플라스틱이다. 이것은 예를 들어 써모플라스틱이 비교적 높은 내화학성, 기계적 강도 및 불침투성과 함께 가능한 한 낮은 열팽창 계수를 갖는 것과 같은 기술적 효과를 달성한다. 대안적으로, 써모플라스틱은 또한 열경화성 또는 엘라스토머성 플라스틱으로 대체될 수 있다. 이는 특히 센서 소자에 대한 특정 요건에 따라 달라진다.
제 1 하우징을 고정하기 위한 써모플라스틱의 도입 이전에 포지셔닝 핀들을 제 2 하우징에 삽입하고, 써모플라스틱이 도입되는 동안 제 2 하우징으로부터 포지셔닝 핀들을 철수시키기 위해, 포지셔닝 핀들이 통과할 수 있는 개구들은 제 1 하우징의 포지셔닝 리세스와 동일한 선상에서 제 2 하우징에 형성된다.
제 2 하우징을 가능한 한 간단히 설계하고 써모플라스틱 상태의 검출을 상태 센서에 의해 가능한 한 용이하게 행하기 위해, 제 2 하우징은 단부 면에서 폐쇄된다.
캡슐화 동안 포지셔닝 핀들의 도움으로 센서 소자의 고정을 추가적으로 향상시키기 위해, 포지셔닝 리세스들은 삼각형, 타원형, 원형 또는 다각형 단면을 갖는다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 목적은 물리적 변수를 검출하기 위한 센서 회로를 제공하는 단계로서, 센서 회로가 제 1 하우징에 배열되고 포지셔닝 핀들을 수용하기 위한 적어도 2 개의 포지셔닝 리세스가 제 1 하우징 상에 형성되는, 상기 센서 회로를 제공하는 단계; 포지셔닝 핀들이 통과될 수 있는 개구들을 갖는 제 2 하우징 안으로 제 1 하우징을 삽입하는 단계; 제 2 하우징의 개구들을 통과하고 포지셔닝 리세스들에 삽입되는, 포지셔닝 핀들에 의해 제 1 하우징을 제 2 하우징에 고정시키는 단계; 및 제 1 하우징을 감싸도록 제 2 하우징 안으로 흐름성 써모플라스틱을 도입하는 단계로서, 제 1 하우징은 써모플라스틱이 도입되는 동안 포지셔닝 핀들에 의해 제 2 하우징에 고정되는, 상기 도입하는 단계를 포함하는 자동차용 센서 소자를 제조하는 방법에 의해 달성된다. 이는 특히 센서 소자에 대한 캐리어 컴포넌트를 제거하는 것이 가능하다는 기술적 이점을 달성한다. 캐리어 컴포넌트를 없애고, 결과적으로 공차 체인을 감소시킴으로써, 센서 소자의 포지셔닝 정확도가 상당히 개선될 수 있다. 캐리어 컴포넌트를 없앰으로써 추가적인 조립 및 분해 공정의 필요성이 없어지므로 필요한 투자가 크게 감소된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 포지셔닝 핀들은 써모플라스틱이 포지셔닝 핀들에 도달하기 이전에 철수 또는 인출된다.
본 발명의 추가 예시적인 실시형태가 도면에 도시되어 있으며 이후 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 센서 소자의 개략도를 도시한다.
도 2는 센서 소자의 다른 개략도를 도시한다.
도 3은 센서 소자의 또 다른 개략도를 도시한다.
도 1은 제 1 하우징 (103) 에 배열되는 센서 회로 (101) 를 갖는 자동차용 센서 소자 (100) 의 개략도를 도시한다. 센서 소자 (100) 는 제 1 하우징 (103) 이 배열되는 제 2 하우징 (105) 을 포함한다. 제 1 하우징 (103) 에는 포지셔닝 핀들 (109a, 109b, 109c) 을 수용하는 3 개의 포지셔닝 리세스들 (107, 108, 110) 이 배열되어 있다. 포지셔닝 핀들 (109a, 109b, 109c) 은 제 1 하우징 (103) 을 포함하는 센서 회로 (101) 를 고정한다.
또한, 센서 소자 (100) 는 제 1 하우징 (103) 과 제 2 하우징 (105) 사이에 도입된 써모플라스틱 (106) (도시되지 않음) 의 상태를 검출하기 위해 상태 센서 (114) 를 포함한다.
더욱이, 센서 소자 (100) 는 각각의 포지셔닝 핀 (109a, 109b, 109c) 에 대해 제 2 하우징 (105) 에 배열된 개구들 (115) 을 포함한다. 이들은 제 1 하우징 (103) 의 포지셔닝 리세스들 (107, 108, 110) 과 동일한 선상에서 형성된다. 결과적으로, 포지셔닝 핀들 (109a, 109b, 109c) 은 제 2 하우징 (105) 안으로 삽입되어 제 1 하우징 (103) 을 고정하는데 사용된다.
도 1에 따른 도면에서, 제 1 하우징 (103) 과 제 2 하우징 (105) 사이에 써모플라스틱 (106) 이 아직 없다. 따라서, 제 1 하우징 (103) 은 포지셔닝 리세스들 (107, 108, 110) 에 계합하는 포지셔닝 핀들 (109a, 109b, 109c) 에 의해 배타적으로 고정된다.
써모플라스틱 (106) 의 상태를 검출하기 위한 상태 센서 (114) 는 제 2 하우징 (105) 상에 위치된다. 상태 센서 (114) 는 포지셔닝 핀들 (109a, 109b, 109c) 을 철수시키기 위한 시점의 정밀한 제어를 확보할 수 있다. 본 경우에, 상태 센서 (114) 는 임의의 써모플라스틱 (106) 이 도입되었다는 것을 검출할 수 없다. 결과적으로, 모든 포지셔닝 핀들 (109a, 109b, 109c) 은 제 1 하우징 (103) 의 포지셔닝 리세스 (107, 108, 110) 와 계합 상태를 유지한다.
도 2는 센서 소자 (100) 의 다른 개략도를 도시한다. 모두 3 개의 포지셔닝 핀들 (109a, 109b, 109c) 중 2 개의 포지셔닝 핀들 (109a, 109b) 은 제 2 하우징 (105) 으로부터 인출된 상태에 있다. 써모플라스틱 (106) 은 이미 제 1 하우징 (103) 과 제 2 하우징 (105) 사이에 부분적으로 도입되었고, 이로써 도입된 써모플라스틱 (106) 이 2 개의 철수된 포지셔닝 핀들 (109a, 109b) 의 고정을 부분적으로 수행한다.
그후 상태 센서 (114) 는 특정 양의 써모플라스틱 (106) 이 특정 상태로 도입되었음을 검출할 수 있다. 결과적으로, 2 개의 포지셔닝 핀들 (109a, 109b) 은 철수된 한편, 1 개의 포지셔닝 핀 (109c) 은 제 1 하우징 (103) 의 포지셔닝 리세스 (110) 에서 계합 상태를 유지하였다.
도 3은 센서 소자 (100) 의 또 다른 개략도를 도시한다. 모두 3 개의 포지셔닝 핀들 (109a, 109b, 109c) 은 제 2 하우징 (105) 으로부터 철수된 상태에 있다. 써모플라스틱 (106) 은 이미 제 1 하우징 (103) 과 제 2 하우징 (105) 사이에 전체적으로 도입되었고, 이로써 도입된 써모플라스틱 (106) 은 3 개의 포지셔닝 핀들 (109a, 109b, 109c) 의 고정을 전체적으로 수행한다.
본 발명의 개별적인 실시형태와 관련하여 설명되고 도시된 모든 특징들은 상기 특징의 유리한 효과들이 동시에 구현될 수 있도록 본 발명에 따른 청구물에서 다양한 조합으로 제공될 수 있다.
101 센서 회로
103 제 1 하우징
105 제 2 하우징
106 써모플라스틱
107 포지셔닝 리세스
108 포지셔닝 리세스
109a 포지셔닝 핀
19b 포지셔닝 핀
109c 포지셔닝 핀
110 포지셔닝 리세스
111 하우징 하측
113 하우징 상측
114 상태 센서
115 개구

Claims (15)

  1. 자동차용 센서 소자 (100) 로서,
    물리적 변수를 검출하기 위한 센서 회로 (101);
    상기 센서 회로 (101) 가 배열되는 제 1 하우징 (103);
    상기 제 1 하우징 (103) 이 배열되고 플라스틱으로 형성되고 상기 제 1 하우징 (103) 을 적어도 부분적으로 둘러싸고 상기 제 1 하우징 (103) 을 제 2 하우징 (105) 에 포지셔닝 위치에 고정하는 제 2 하우징 (105);
    상기 제 1 하우징 (103) 이 상기 제 2 하우징의 플라스틱에 의해 감싸지고 있는 동안 상기 제 1 하우징 (103) 을 상기 포지셔닝 위치에 고정하기 위해 상기 제 1 하우징 (103) 상에 형성되는 포지셔닝 핀들 (109a, 109b) 을 수용하기 위한 적어도 2개의 포지셔닝 리세스들 (107, 108) 을 포함하고,
    상기 제 1 하우징 (103) 은 하우징 하측 (111) 및 상기 하우징 하측 (111) 으로부터 대향하는 하우징 상측 (113) 을 가지며, 상기 하우징 하측 (111) 상에는 제 1 포지셔닝 리세스 (107) 가 형성되고, 상기 하우징 상측 (113) 상에는 제 2 포지셔닝 리세스 (108) 가 형성되고, 그리고 상기 포지셔닝 리세스들 (107, 108) 은 서로 반대로 배열되는, 자동차용 센서 소자 (100).
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    추가 포지셔닝 핀 (109c) 을 수용하기 위해 상기 포지셔닝 리세스들 (107, 108) 중 하나와 나란히 상기 제 1 하우징 (103) 상에 추가 포지셔닝 리세스 (110) 가 형성되는, 자동차용 센서 소자 (100).
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 리세스들 (107, 108) 이 적어도 부분적으로 플라스틱에 의해 적어도 부분적으로 폐쇄되거나, 또는 상기 플라스틱에 의해 적어도 부분적으로 감싸지는 포지셔닝 핀들 (109a, 109b) 이 포지셔닝 리세스들 (107, 108) 에 배열되는, 자동차용 센서 소자 (100).
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 센서 회로 (101) 는 상기 제 1 하우징 (103) 에 의해 적어도 부분적으로 수납되는 리드 프레임을 포함하는, 자동차용 센서 소자 (100).
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 하우징 (103) 과 상기 제 2 하우징 (105) 사이에의 상기 플라스틱의 도입 동안, 상기 플라스틱의 상태를 검출하기 위한 상태 센서 (114) 를 가지며, 상기 상태는 다음의 상태들: 압력, 온도, 점도, 유속, 흐름 전방 프로파일 중 적어도 하나인, 자동차용 센서 소자 (100).
  7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 물리적 변수는 다음의 변수들: 속도, 가속도, 회전 속도, 압력, 온도, 방향 및 자기장의 세기 중 적어도 하나인, 자동차용 센서 소자 (100).
  8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 하우징 (103) 은 열경화성 플라스틱으로 형성되는, 자동차용 센서 소자 (100).
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 하우징이 써모플라스틱 (106) 으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 센서 소자 (100).
  10. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 핀들 (109a, 109b) 이 통과될 수 있는 개구들 (115) 이 상기 제 1 하우징 (103) 의 상기 포지셔닝 리세스들 (107, 108) 과 동일한 선상에서 상기 제 2 하우징 (105) 에 형성되는, 자동차용 센서 소자 (100).
  11. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 하우징 (105) 은 단부면에서 폐쇄되는, 자동차용 센서 소자 (100).
  12. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 리세스들 (107, 108) 은 삼각형, 타원형, 원형 또는 다각형 단면을 갖는, 자동차용 센서 소자 (100).
  13. 자동차용 센서 소자 (100) 를 제조하는 방법으로서,
    물리적 변수를 검출하기 위한 센서 회로 (101) 를 제공하는 단계로서, 상기 센서 회로 (101) 는 제 1 하우징 (103) 에 배열되고, 포지셔닝 핀들 (109a, 109b) 을 수용하기 위한 적어도 2 개의 포지셔닝 리세스들 (107, 108) 은 상기 제 1 하우징 (103) 상에 형성되고, 상기 제 1 하우징 (103) 은 하우징 하측 (111) 및 상기 하우징 하측 (111) 으로부터 대향하는 하우징 상측 (113) 을 가지며, 상기 하우징 하측 (111) 상에는 제 1 포지셔닝 리세스 (107) 가 형성되고, 상기 하우징 상측 (113) 상에는 제 2 포지셔닝 리세스 (108) 가 형성되고, 그리고 상기 포지셔닝 리세스들 (107, 108) 은 서로 반대로 배열되는, 상기 센서 회로 (101) 를 제공하는 단계;
    상기 포지셔닝 핀들 (109a, 109b) 이 통과될 수 있는 개구들 (115) 을 갖는 제 2 하우징 (105) 안으로 상기 제 1 하우징 (103) 을 삽입하는 단계;
    상기 제 2 하우징 (105) 의 개구들 (115) 을 통과하고 상기 포지셔닝 리세스들 (107, 108) 에 삽입되는, 상기 포지셔닝 핀들 (109a, 109b) 에 의해 상기 제 1 하우징 (103) 을 상기 제 2 하우징 (105) 에 고정시키는 단계;
    상기 제 1 하우징 (103) 을 감싸도록 상기 제 2 하우징 (105) 안으로 흐름성 써모플라스틱 (106) 을 도입하는 단계로서, 상기 제 1 하우징 (103) 은 상기 써모플라스틱 (106) 이 도입되는 동안 상기 포지셔닝 핀들 (109a, 109b) 에 의해 상기 제 2 하우징 (105) 에 고정되는, 상기 도입하는 단계를 포함하는, 자동차용 센서 소자 (100) 를 제조하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 핀들 (109a, 109b) 은, 상기 써모플라스틱 (106) 이 상기 포지셔닝 핀들 (109a, 109b) 에 도달하기 이전에 철수 또는 인출되는, 자동차용 센서 소자 (100) 를 제조하는 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 써모플라스틱 (106) 은 부분적으로 결정질인 고성능 써모플라스틱인, 자동차용 센서 소자 (100).
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